北京地区雷暴大风灾害频发，预报难度大，亟需开展精细化研究以提升精准预警能力。国内外虽已利用雷达与地面观测资料开展了大量相关研究，但对北京地区雷暴大风的中小尺度三维精细结构及其演变机理仍缺乏深入认识。多源观测资料与睿图-临近预报系统的同化技术相结合，为解析三维结构、构建物理模型提供了新的研究途径。
本研究基于睿图-临近预报系统，发展了多波段（S/C/X）雷达与自动站资料的3~6分钟快速更新四维变分同化技术，系统分析北京地区雷暴大风的三维精细结构，结合高分辨率动力热力场，揭示其母体风暴的形成与演变机制。以2025年7月12日北京一次强雷暴大风过程为例，系统分析产品显示：14:00 BJT，西北山区对流回波向东南移动，在延庆造成28.6 m/s的雷暴大风；15:00 BJT，西部山区块状回波在东移中迅速加强，并与新生单体合并，于16:00 BJT发展为弓形回波，半小时后回波强度跃增至60 dBZ以上，门头沟和石景山相继出现8级以上大风；17:00 BJT，回波断裂并继续向东南影响城区。
针对16:00–16:30 BJT弓形回波所致下击暴流的进一步分析表明：风暴前沿4–8 km高度存在明显辐合，形成>20 m/s的强上升气流；风暴后部则对应强下沉气流，将高层冷空气向地面输送。2 km以下扰动温度梯度显著增强，冷池强度达-5°C，冷暖交界与垂直速度跃变区高度吻合。风暴后方6–9 km存在深厚环境干空气层，其夹卷进入风暴内部后，通过降水粒子蒸发冷却进一步加剧下沉气流，有利于下击暴流的维持与加强。本研究为深化北京地区雷暴大风的发生发展机理认识、提升短临预报能力提供了重要支撑。
 

雷暴大风，四维变分同化